دابل اسپندینگ یا دوبار خرج کردن، اصطلاحی است که به انجام یک عملیات خرج کردن دوباره یک واحد ارز در سیستم‌های مالی ارزهای دیجیتال اطلاق می‌شود. این پدیده مشابه به دو بار چاپ اسکناس تقلبی در سیستم ارزهای فیات است و می‌تواند به خطر امنیت شبکه‌های بلاک‌چینی بیافتد. زیرا اگر یک فرد توانایی داشته باشد تا در یک سیستم ارز دیجیتال، مبلغ مشخصی را دوباره خرج کند، ممکن است این ویژگی باعث بهم ریختگی و تضعیف امنیت کل سیستم شود. در واقع، این اقدام می‌تواند منجر به مخدوش شدن تاریخچه معاملات و کاهش اعتبار شبکه شود.
برای رفع این چالش، ضروری است که سیستم‌های ارز دیجیتال از راهکارهایی برخوردار باشند که این نوع اقدامات را به‌طور کامل پیشگیری کنند. از جمله راهکارهای ممکن می‌توان به الگوریتم‌های تشخیص تقلب، استفاده از تکنولوژی امضای دیجیتال، و ایجاد محدودیت‌های امنیتی بیشتر اشاره کرد.
در این مقاله، قصد داریم به بررسی چگونگی وقوع دابل اسپندینگ و ابزارهایی که برای جلوگیری از آن مورد استفاده قرار می‌گیرد، پرداخته و اهمیت حفظ امنیت در اکوسیستم ارزهای دیجیتال را بیان کنیم.
مفهوم دابل اسپندینگ یا دو بار خرج کردن
دابل اسپندینگ یا دوبار خرج کردن، مفهومی حساس و بحرانی در حوزه ارزهای دیجیتال است که همواره به عنوان یک چالش مهم مورد توجه قرار گرفته است. دابل اسپندینگ به معنای ارسال همزمان یک واحد ارز به دو گیرنده مختلف توسط فردی است که به شدت می‌تواند سلامت و امانت سیستم پرداخت دیجیتال را تهدید کند. با وجود پیشرفتهای بلاک چین و به ویژه با استفاده از بیت کوین، برخی از مشکلات این امر در سیستم‌های ارزهای دیجیتال بهبود یافته اند.
در حالی که بیت کوین با اعتماد به بلاک چین و الگوریتم اثبات کار توانسته است در بسیاری از موارد از دابل اسپندینگ یا دوبار خرج کردن جلوگیری کند، اما تاکنون در برخی ارزهای دیجیتال با شبکه‌های پایین‌تر، این مشکل به‌طور تکراری ایجاد شده است، به ویژه از طریق حملات 51 درصدی که باعث افت سلامت و اعتماد به سیستم می‌شود.
برای درک بهتر چگونگی رفع دابل اسپندینگ و جلوگیری از آن، باید به اصلی‌ترین مسئله این مفهوم پرداخت: یعنی ارسال همزمان یک واحد ارز به چند گیرنده مختلف. این وضعیت باعث تردید و ناتمامی در فرآیند مالی می‌شود و اگر برخی از اقدامات جدی و موثر برای پیشگیری از این اتفاق انجام نشود، اعتماد به سیستم پرداخت دیجیتال به شدت زیر سوال خواهد رفت.
در این راستا، امکان کپی کردن واحد‌های پولی در سیستم ارزهای دیجیتال به‌عنوان یک خطر اساسی شناخته می‌شود. در صورتی که یک فرد توانایی داشته باشد که واحد‌های دیجیتال خود را به طور غیرمجاز کپی کند، معمولاً این مسئله به نوعی دابل اسپندینگ به حساب می‌آید. برای پیشگیری از چنین اقداماتی، لازم است در سیستم‌های مالی دیجیتال مکانیزم‌هایی مثل الگوریتم‌های تشخیص تقلب و امضای دیجیتال به‌کار گرفته شود تا امنیت و سلامت فرآیند پرداخت دیجیتال تضمین شود.
شبکه بیت کوین به عنوان یک دفتر کل توزیع شده عمل می‌کند که اطلاعات در آن بین تمامی نودهای شبکه به اشتراک گذاشته می‌شود. هر تراکنش در این شبکه باید توسط نودهای دیگر نیز تأیید شود. این تأییدات توسط الگوریتم اجماع اثبات کار (PoW) انجام می‌شود که تمام اطلاعات و تراکنش‌های شبکه را پردازش و ذخیره می‌کند. این ساختار توزیع شده باعث می‌شود که هر تغییر در تراکنش‌ها توسط تمامی نودهای شبکه مشاهده شده و بدین ترتیب از حملات دوبار خرج کردن جلوگیری می‌شود.
تمامی تراکنش‌های شبکه بیت کوین به‌صورت رمزنگاری‌شده و هش‌شده در بلاک‌هایی متصل به‌هم در زنجیره بلوک ذخیره می‌شوند. هر بلاک در زنجیره بلوک هش بلاک قبل از خود را در اختیار دارد. بنابراین، حتی کوچکترین تغییر در اطلاعات یک بلاک، تغییر در هش تمامی بلاک‌ها را ایجاد می‌کند. این موضوع باعث می‌شود که در شرایط عادی، امکان کپی کردن بیت کوین و دوبار خرج کردن آن وجود نداشته باشد.
با ترکیب ساختار توزیع شده و مکانیزم رمزنگاری بلوک‌ها، بیت کوین با موفقیت از دابل اسپندینگ جلوگیری کرده است. هر تغییر در یک تراکنش بلاک چین توسط جامعه نودها تشخیص داده می‌شود و توسط الگوریتم PoW تایید می‌گردد، که این امکان را به حداقل می‌رساند و از اطلاعات جعلی و دوبار خرج شده جلوگیری می‌شود.
انواع حمله دوبار خرج کردن
در حوزه ارزهای دیجیتال، چندین مدل حمله متفاوت برای دوبار خرج کردن وجود دارد که در زیر به برخی از این حملات اشاره می‌کنیم:
1. حمله فینی (Finney Attack):
حمله فینی یک نوع حمله فریبنده به دوبار خرج کردن است که در آن تاجر منتظر تأیید تراکنش نمی‌ماند. به عنوان مثال، یک ماینر وارد یک تراکنش می‌شود و وجهی را به کیف پول دیگری می‌فرستد، اما به سرعت بلوک را تأیید نمی‌کند. در ادامه، کاربر خریدی را با استفاده از کیف پول منبع انجام می‌دهد و ماینر بلوک استخراج شده را به شبکه اعلام می‌کند. در نتیجه، همان واحد پول دوباره خرج شده است.
2. حمله ۵۱ درصدی (51% Attack):
حمله پنجاه و یک‌درصدی یا حمله اکثریت، یک سناریوی فرضی است که در آن بازیگران بد، کنترل بیش از ۵۱ درصد از گره‌های یک شبکه را به دست می‌آورند. این وضعیت به آن‌ها امکان کنترل شبکه با استفاده از مکانیسم اجماع اکثریت را می‌دهد. این حمله هرچه شبکه بزرگتر، پراکنده‌تر و ارزشمندتر باشد، اجرای آن پیچیده‌تر می‌شود.
3. حمله رقابتی (Race Attack):
در حمله رقابتی، حمله‌کننده دو تراکنش متناقض را شروع می‌کند. تاجران قبل از دریافت تأیید بلوک تراکنش، پرداخت‌ها را قبول می‌کنند و این امر امکان دوبار خرج کردن را ایجاد می‌کند. در عین حال، یک تراکنش رقیب به شبکه اعلام می‌شود و مقدار ارز دیجیتال به حمله‌کننده باز می‌گرداند، که منجر به ابطال تراکنش اصلی می‌شود. در این حالت، ماینرها ممکن است تراکنش را در کیف پول تأیید کنند و مانع از دریافت پول توسط تاجر شوند.
این حملات نشان‌دهنده پیچیدگی مسائل امنیتی در ارزهای دیجیتال هستند و نیازمند اجرای راهکارهایی مؤثر و هوشمند برای پیشگیری و مقابله با آن‌ها می‌باشند.
چگونه می‌توان از حمله دوبار خرج کردن (Double Spending) جلوگیری کرد
- روش غیر متمرکز
در سیستم‌های غیرمتمرکز همچون ارزهای دیجیتال، که بر پایه بلاک‌چین عمل می‌کنند و هیچ نهاد مرکزی ندارند، اقدامات خاصی برای مقابله با حمله دوبار خرج کردن یا دابل اسپندینگ اتخاذ شده است. در زیر به تعدادی از این اقدامات اشاره می‌شود:
1. استفاده از مکانیزم‌های اجماع مناسب:
استفاده از مکانیزم‌های اجماعی نظیر اثبات کار (PoW) و اثبات سهام (PoS) جلوی حمله دوبار خرج کردن را می‌گیرد. این الگوریتم‌ها تضمین می‌کنند که شرکت‌کنندگان در شبکه با یکدیگر توافق دارند و حملات اقتصادی برای مهاجمان دشوار می‌شود.
2. استفاده از اعداد تک‌بار (nonce):
جلوگیری از حملات بازپخش با استفاده از اعداد تک‌بار (nonce) که مقادیر منحصر به‌فرد هستند، انجام می‌شود. این اعداد کمک می‌کنند تا حتی در صورت مشابه بودن جزئیات تراکنش، مطمئن شویم که آن‌ها از نظر سیستم متفاوت هستند.
(جهت کسب اطلاعات بیشتر در خصوص اعداد تک بار می توانید به مقاله مفهوم عدد نانس مراجعه فرمایید)
3. برچسب زمانی یا تایم‌استمپ:
تایم‌استمپ‌ها نقش مهمی در اثبات زمان انجام تراکنش‌ها دارند و اینکه آیا تراکنش‌ها به ترتیب صحیح انجام شده‌اند یا خیر. این اطلاعات تاریخچه مرتب زمانی تراکنش‌ها را نگهداری می‌کنند و حمله دوبار خرج کردن را دشوار می‌کنند.
4. هزینه‌های بالای نگهداری نودها:
بالا بودن هزینه راه‌اندازی و نگهداری نودها در شبکه‌های بلاک‌چینی باعث می‌شود که مهاجمان برای اجرای حملات دوبار خرج کردن نیاز به سرمایه‌گذاری زیادی داشته باشند، که این امر اقتصادی ناپایداری را برای آن‌ها به همراه دارد.
5. نظارت مرکزی:
شبکه‌های بلاک‌چین با برداشتن نظارت مرکزی، امکان دستکاری تراکنش‌ها یا حمله دوبار خرج کردن را به حداقل می‌رسانند. این ماهیت غیرمتمرکز بلاک‌چین باعث می‌شود که هیچ نهاد متمرکزی قادر به دستکاری یا تغییر تراکنش‌ها نباشد.
6. تأیید خرج شدن UTXO:
استفاده از خروجی‌های خرج‌نشده تراکنش (UTXO) باعث می‌شود که هر تراکنش جدید با توجه به تاریخچه خروجی‌های قبلی شناسایی و تأیید شود. این کار از دوبار خرج کردن در تراکنش‌های مختلف جلوگیری می‌کند.
7. بررسی پروتکل‌ها و قراردادهای هوشمند:
بررسی کدها، انجام ارزیابی‌های امنیتی و بازرسی‌های شخص ثالث در پروتکل‌ها و قراردادهای هوشمند به جلوی آسیب‌پذیری‌ها و حملات مختلف ایستادگی می‌کند.
به طور کلی، ترکیبی از مکانیزم‌های اجماع، استفاده از اعداد تک‌بار (nonce)، تایم‌استمپ، هزینه‌های بالا، نظارت مرکزی محدود، تأیید UTXO و بررسی پروتکل‌ها و قراردادهای هوشمند، می‌تواند جلوی حمله دوبار خرج کردن را بگیرد و امنیت سیستم را تضمین کند.
- روش متمرکز
1. پتانسیل افزایش امانت متمرکز:
متمرکز کردن به عنوان یک رویکرد برای کاهش خطر حمله دوبار خرج کردن در معاملات ارز دیجیتال، از طریق پیاده‌سازی نهادهای مرکزی و اعتماد‌پذیر برای تأیید تراکنش‌ها صورت می‌گیرد. این نهادها عملکرد تسویه حساب با طرف مقابل را انجام می‌دهند. به عبارت دیگر، زمانی که شما پولی را به یک فرد دیگر ارسال می‌کنید، معامله از طریق یک مرجع مرکزی صورت می‌پذیرد که وظیفه بررسی دفترچه حساب خود را بر عهده دارد تا اطمینان حاصل کند که فرستنده پول دریافت خواهد کرد. در صورت تأیید صحت تراکنش، مرجع مرکزی اجازه انجام معامله را صادر کرده و پول را انتقال می‌دهد.
این رویکرد می‌تواند پتانسیل افزایش امانت در معاملات ارز دیجیتال را داشته باشد، زیرا اعتماد به یک نهاد مرکزی، امکان انجام تراکنش‌ها را بهبود می‌بخشد. مرجع مرکزی معتبر می‌تواند به عنوان یک شاهد مورد اعتماد عمل کند که معامله را تأیید و از حمله دوبار خرج کردن جلوگیری نماید.
2. چالش‌ها و ضعف‌ها:
با وجود این مزایا، رویکرد متمرکز نیز با چالش‌ها و ضعف‌ها همراه است. از جمله مشکلات ممکن می‌توان به وابستگی به یک نهاد مرکزی، احتمال وجود نقاط ضعف در سیستم، و کاهش حفاظت از حریم خصوصی اشاره کرد. همچنین، این رویکرد ممکن است مورد هجمات خود قرار گیرد و تأثیراتی منفی بر امانت و اعتماد در بلند مدت به همراه آورد.
3. پیشنهادات برای بهبود:
برای بهبود رویکرد متمرکز، می‌توان از تکنولوژی‌های نوین امانت مبتنی بر بلاک‌چین و امضای چندگانه استفاده نمود. این اقدامات می‌توانند امکان اجرای معاملات امانتی بدون نیاز به واسطه‌های مرکزی را فراهم کنند و همچنین به حفظ حریم خصوصی و امانت بیشتر کمک نمایند.
آیا باید نگران حملات دوبار خرج کردن باشیم؟
حضور بسترهایی که امکان انجام حملات دوبار خرج کردن (Double Spending) را فراهم می‌کنند، می‌تواند به کاربران یک سیستم پولی الکترونیکی اجازه دهد که بازی سیستم را به سود شخصی خود درآورند. این امر به معنای اجازه دوباره استفاده از یک مبلغ یکسان برای انجام تراکنش‌های مختلف است. این مسئله به خصوص در سیستم‌های قدیمی، یک چالش اساسی بوده است.
استفاده از امضاهای کور به عنوان راهی مبتکرانه برای رفع مشکل دابل اسپندینگ در سیستم‌های مالی دیجیتال متمرکز مطرح شد. با پیشرفت فناوری بلاک چین و ایجاد مکانیزم اثبات کار، بیت کوین به عنوان یک سیستم پولی غیرمتمرکز به وجود آمد و تا حد زیادی، مشکل دابل اسپندینگ در اینجا حل شد.
استفاده از تکنولوژی بلاک چین و ارتقاء به تکنیک‌های اثبات کار در بیت کوین، به صورت قابل توجهی احتمال حملات دوبار خرج کردن را به حداقل رسانده است. با توجه به نرخ هش بالا در شبکه بیت کوین، این امکان تقریبا نزدیک به صفر رسیده است.
قبل از سرمایه‌گذاری در هر ارز دیجیتال، ضرورت دارد که بلاک چین مرتبط با آن را از نظر توانایی مقابله با حملات سایبری، به ویژه دابل اسپندینگ، ارزیابی نمایید. امانت شبکه و حفاظت از ارزش ارز دیجیتال در برابر حملات مختلف، از اهمیت بالایی برخوردار است. هرگونه حمله و نقض امانت می‌تواند به شدت به اعتبار و ارزش ارز دیجیتال صدمه بزند.
سخن پایانی
در زمینه فعالیت‌های مالی دیجیتال، جایی که نوآوری به سرعت به تحولاتی بی‌حد و مرز می‌پیوندد، یکی از چالش‌های مهمی که در راستای تضمین امنیت تراکنش‌های مالی مواجه هستیم، خطر دوباره خرج‌شدن اطلاعات حیاتی است. این چالش، در حالی‌که مکانیسم‌های دفاعی پیشرفتهای در برابر این تهدیدات وجود دارد و سیستم به طور قابل توجهی توانایی ارائه پرداخت‌های الکترونیکی امن را دارد، به این معناست که باید همچنان هوشیار باشیم و به تدابیر امنیتی اعتماد کنیم.
تا به حال که پیشرفتهای فراوانی در عصر دیجیتال داشته‌ایم، باید به طور هوشمندانه تر و هوشیارتر به چالش‌ها و خطرات احتمالی پاسخ دهیم. ما باید به مرور زمان همگام با پیشرفت تکنولوژی، اطلاعات بیشتری در مورد خطرات مختلف کسب کنیم و همچنین از تدابیر امنیتی پیشرفته استفاده کنیم تا بتوانیم تراکنش‌هایی امن، شفاف و خالی از تقلب را تجربه کنیم.
در این مسیر، نه تنها باید به هوشیاری سیستم‌های امنیتی اعتماد کنیم، بلکه نیاز است تا جامعه‌ی فعال در زمینه‌ی مالی دیجیتال هم به طور فعال در حفظ امنیت مشارکت کند. توسعه آگاهی از خطرات مختلف، آموزش به کاربران و ارتقاء هماهنگی بین اعضای جامعه می‌تواند نقش مهمی در افزایش سطح امنیت در تراکنش‌های مالی دیجیتال داشته باشد.
در نهایت، با پیشرفت مستمر در فهم و مدیریت خطرات، می‌توانیم از آینده‌ای امن‌تر و پویاتر در حوزه‌ی مالی دیجیتال برخوردار شویم و از مزایای پیشرفت تکنولوژی بهره‌مند شویم.
جهت ورود و ثبت نام در صرافی مکسی کلیک کنید